(57)【要約】【課題】長尺なローラーコンベアを必要とせずに大型のガラス基板の熱処理が可能なプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用熱処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＰＤＰを構成するガラス基板３６を、単独で、もしくはガラス基板支持材３５上に載置した状態で搬送しつつ熱処理を行うＰＤＰ用熱処理装置であって、ローラーコンベア３２を、前記ＰＤＰ用熱処理装置の両側壁３１ｂそれぞれから前記熱処理装置３１の内部に延出させて、搬送方向に複数本、互いに対向させて、且つ回転自在に配設し、前記ローラーコンベア３２は中空構造で、ローラコンベア３２内を通った気体を、ローラコンベア３２の先端３２ａから噴出させ、前記ローラーコンベア３２で搬送されるガラス基板３６の底面、もしくは、ガラス基板３６を載置したガラス基板支持材３５の底面に吹き付けるように構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネルを構成するガラス基板を、単独で、もしくはガラス基板支持材上に載置した状態で搬送しつつ熱処理を行うプラズマディスプレイパネル用熱処理装置であって、ローラーコンベアを、前記プラズマディスプレイパネル用熱処理装置の両側壁それぞれから前記熱処理装置の内部に延出させて、搬送方向に複数本、互いに対向させて、且つ回転自在に配設し、前記ローラーコンベアは中空構造で、ローラコンベア内を通った気体を、ローラコンベアの先端から噴出させ、前記ローラーコンベアで搬送されるガラス基板の底面、もしくは、ガラス基板を載置したガラス基板支持材の底面に吹き付けるように構成したプラズマディスプレイパネル用熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルを製造する際に用いるプラズマディスプレイパネル用熱処理装置に関し、特に、例えば４２インチサイズ１６面取り、のような大版のガラス基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、対向配置した前面パネルと背面パネルの周縁部を封着部材によって封着した構造であって、前面パネルと背面パネルとの間に形成された放電空間には、ネオンおよびキセノンなどの放電ガスが封入されている。
【０００３】
前面パネルは、ガラス基板の片面にストライプ状に形成された走査電極と維持電極とからなる複数の表示電極対と、これらの表示電極対を覆う誘電体層および保護層とを備えている。表示電極対は、それぞれ透明電極とその透明電極上に形成した金属材料からなる補助電極とによって構成されている。
【０００４】
背面パネルは、もう一方のガラス基板の片面に、表示電極対と直交する方向にストライプ状に形成された複数のアドレス電極と、これらのアドレス電極を覆う下地誘電体層と、放電空間をアドレス電極毎に区画するストライプ状の隔壁と、隔壁間の溝に順次塗布された赤色、緑色、青色の蛍光体層とを備えている。
【０００５】
表示電極対とアドレス電極は立体的に交差していて、その交差部が放電セルになる。これらの放電セルはマトリクス状に配列され、表示電極対の方向に並ぶ赤色、緑色、青色の蛍光体層を有する３個の放電セルがカラー表示のための画素になる。
【０００６】
ＰＤＰは順次、走査電極とアドレス電極間、および走査電極と維持電極間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線で蛍光体層を励起し発光させることによりカラー画像を表示している。
【０００７】
ここで、前面パネルおよび背面パネルの製造方法としては、前面ガラス基板上には、表示電極対、誘電体層などの構成物を、また、背面ガラス基板上には、アドレス電極、下地誘電体層、隔壁、蛍光体層などの構成物を、所定の形状、パターンで配置している。
【０００８】
これら構成物は、それぞれの材料（前駆体材料）をガラス基板上に塗布し、必要に応じてフォトリソグラフィ法やサンドブラスト法などにより所定のパターニングした後、焼成により固化することで形成される。
【０００９】
ここで、ガラス基板上に所定の材料（前駆体材料）を塗布することで材料層を形成し、そして、焼成・固化することによりそれぞれの構成物をガラス基板上に形成するという工程において、焼成・固化する際には、ガラス基板をガラス基板支持板上（いわゆる、セッター）に載せ、ガラス基板支持板とともに熱処理装置に投入し、投入されたガラス基板は、セッター上に載置されたまま、熱処理装置内に設けられたローラーコンベア等の搬送手段によって搬送されながら、所定の温度曲線に従ったプロセスにより焼成などの熱処理が行われる、いわゆるローラーハース方式の熱処理装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最近では、製造されるＰＤＰが大画面化しつつあることから、ガラス基板を熱処理するための上述のような熱処理装置においても装置幅が大きくなり、その結果、使用されるローラーコンベアの長さも長くなりつつある。
【００１１】
しかしながら、ローラーコンベアはセラミックス製であることから、長尺のローラーコンベアを製作することは、中央部分での曲げモーメントが増大することからローラーコンベアが撓んだり破損する可能性があるという理由から、困難であるという問題があった。また、装置をメンテナンスする場合に、ローラーコンベアを装置側面からから抜きとる必要があり、そのためのスペースを確保することが必要となるのであるが、ローラーコンベアが長尺である場合には、そのスペースも大きくなり、工場スペースの有効利用という観点からは問題となる場合があった。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、長尺なローラーコンベアを必要とせずに大版のガラス基板の熱処理が可能なＰＤＰ用熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を実現するために本発明は、ＰＤＰを構成するガラス基板を、単独で、もしくはガラス基板支持材上に載置した状態で搬送しつつ熱処理を行うＰＤＰ用熱処理装置であって、ローラーコンベアを、前記ＰＤＰ用熱処理装置の両側壁それぞれから前記熱処理装置の内部に延出させて、搬送方向に複数本、互いに対向させて、且つ回転自在に配設し、前記ローラーコンベアは中空構造で、ローラコンベア内を通った気体を、ローラコンベアの先端から噴出させ、前記ローラーコンベアで搬送されるガラス基板の底面、もしくは、ガラス基板を載置したガラス基板支持材の底面に吹き付けるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、長尺なローラーコンベアを必要とせずに大版のガラス基板の熱処理が可能なＰＤＰ用熱処理装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置について図面を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置を用いて製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【００１７】
ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面パネル２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面パネル１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着している。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１８】
前面パネル２の前面ガラス基板３の一主面上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対のストライプ状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。さらにこれらの表示電極６と遮光層７とを覆うようにＰｂ−Ｂ系ガラスなどからなりコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。
【００１９】
また、背面パネル１０の背面ガラス基板１１の一主面上には、走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数のストライプ状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色、および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、および青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００２０】
次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３の一主面上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などからなる透明電極と、その上に形成した銀ペーストなどからなる金属バス電極とによって構成されている。これらの電極は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。これらの電極材料層は所望の温度で焼成固化される。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成固化することにより形成される。
【００２１】
次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することにより塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成され、前面パネル２が完成する。
【００２２】
一方、背面パネル１０は以下のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１の一主面上に、銀ペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成固化することによりアドレス電極１２を形成する。
【００２３】
次に、アドレス電極１２が形成された面の背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
【００２４】
次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成固化することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。
【００２５】
次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成固化することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面パネル１０が完成する。
【００２６】
上述した工程より所定の構成部材を備えた前面パネル２と背面パネル１０とを、走査電極４及び維持電極５とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にネオン、キセノンなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。
【００２７】
以上、説明したように、ＰＤＰの製造工程において、前面ガラス基板３上の金属バス電極（図示せず）、遮光層７、誘電体層８、および背面ガラス基板１１上のアドレス電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４、蛍光体層１５は、それぞれの構成部材用の前駆体材料を前面ガラス基板３または背面ガラス基板１１の上に塗布し、必要に応じて所定のパターンに形成した後、焼成固化することにより作製される。焼成工程は構成部材毎に５００℃〜６００℃で行われ、少なくとも前面パネル２の場合には２回、背面パネル１０の場合には４回の焼成工程が必要となる。
【００２８】
次に、上述した熱処理工程である、焼成・固化する工程で使用するＰＤＰ用熱処理装置について説明する。
【００２９】
図２は、一般的なローラーハース方式の熱処理装置の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、熱処理装置２２は、その側壁２２ａを貫通させて、複数本のセラミックス製のローラーコンベア２０を一定ピッチで配置した、トンネル炉方式の熱処理装置である。
【００３０】
各ローラーコンベア２０は、熱処理装置２２外に設けた駆動装置２１によって同一向きに回転するようになっている。そして、ガラス基板２４をガラス基板支持材２３上に載置した状態で、ガラス基板支持材２３を前記ローラーコンベア２０上に載せて、ガラス基板支持材２３ごとガラス基板２４を搬送するようにしている。
【００３１】
熱処理装置２２内は、ガラス基板２４の搬送方向に沿って、予熱帯、乾燥帯、焼成帯、冷却帯など、その温度プロファイルに従って区分されており、この温度プロファイルは、熱処理装置２２内に設けられた、バーナやヒータ等の加熱手段によって形成されている。
【００３２】
すなわち、ガラス基板２４は、多数のローラーコンベア２０によって炉長方向に搬送されることで、熱処理装置２２内において、予熱帯、乾燥帯、焼成帯、冷却帯などを通過し、その間に、所定の温度履歴が与えられ、熱処理される。
【００３３】
図３は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置の一部分を切り出して概略構成を示す図である。図３（ａ）は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置３１の一部分を上方から見た平面図であり、図３（ｂ）は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置３１の一部分を、ガラス基板３６の搬送方向に対して正面から見た断面図である。
【００３４】
熱処理装置３１は、耐火材や断熱材による、床面３１ａ、側壁３１ｂ、天井壁３１ｃから構成され、トンネル状をしている。そして、熱処理装置３１内部には、加熱手段が設けられている。この加熱手段の一例として、天井ヒータ、床面ヒータが挙げられる。
【００３５】
また、ローラーコンベア３２は、円柱形状であり、耐熱材料である、例えばセラミックス材料で構成されており、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）などを挙げることができる。
【００３６】
ローラーコンベア３２は、熱処理装置３１の両側壁３１ｂを貫通して複数本、ガラス基板３６の搬送方向に沿って一定ピッチで配置され、熱処理装置３１内に延出したローラーコンベア３２の先端３２ａは互いに対向している。
【００３７】
なお、上記の「先端３２ａは互いに対向している」とは、両側壁３１ｂそれぞれから熱処理装置３１内に延出したローラコンベア３２の軸心が一致する場合だけでなく、例えば互い違いにずれているといった構造も含む。
【００３８】
ローラコンベア３２は、前述したように、熱処理装置３１外から側壁３１ｂを貫通して配設されている。ローラーコンベア３２の基端３２ｂは、装置３１外に配設されたローラコンベア支持部材３３により回転自在に支持されている。そして、ローラコンベア３２は、サーボモータやインバータモータなどの駆動手段３４により、同一速度で一定の向きに回転するようになっている。
【００３９】
ここで、ローラーコンベア３２は中空構造となっており、その基端３２ｂには気体供給管３７が取り付けられており、供給された気体はローラコンベア３２内を通り、ローラーコンベア３２の先端３２ａの孔（開口）から気体が噴出するようになっている。
【００４０】
そして、ローラコンベア３２により支持されて搬送される、ガラス基板３６を載置したガラス基板支持材３５は、底面３１ａとの間に、２〜３ｍｍ程度の隙間３１ｄを形成するようにローラーコンベア３２によって支持されており、且つ、床面３１ａには、ローラ３２が配設される部分に、断面形状がローラ３２の形状に沿った円弧状である溝部３８を設けており、先端３２ａより噴出した気体は溝部３８の断面形状に沿って上方に吹き出、その後、隙間３１ｄに吹き込むことから、すなわち、先端３２ａから噴出した気体はガラス基板支持材３５の底面に向かって吹き付けられることとなる。
【００４１】
以上のような構成により、先端３２ａから噴出した気体により、ガラス基板３６を載せたガラス基板支持材３５の底面を、浮かび上がらない程度に押し上げることが可能となる。
【００４２】
このことにより、ローラーコンベア３２がガラス基板３６を載置したガラス基板支持材３５を搬送する際に作用する、ガラス基板３６とガラス基板支持材３５との荷重によるローラーコンベア３２に対する曲げモーメントは、ガラス基板３６の大版化に伴いその程度が大きくなってしまうのであるが、その曲げモーメントを低減することが可能となり、もって、最悪の場合、ローラーコンベア３２が破損してしまうという課題の発生を防止することができる。
【００４３】
そして上述したような状態で、ローラコンベア３２を一定の向きに回転させ、この回転により、ローラコンベア３２の上に載せられた、ガラス基板３６を載置したガラス基板支持材３５を、熱処理装置３１内で搬送する。ガラス基板支持材３５上に載置されたガラス基板３６は、熱処理装置３１内を搬送される間に熱処理され、例えば、前駆体材料により形成した材料層の焼成・固化が行われるようになっている。なお、前記熱処理には、焼成・固化以外にも、例えば乾燥などの処理も含まれる。
【００４４】
以上述べた構成においては、先端３２ａからの気体の噴出量は、ガラス基板３６を載せたガラス基板支持材３５の底面を、浮かび上がらない程度に押し上げる程度で、且つ、熱処理装置３１内での温度状態制御の観点から、できるだけ少なくすることが好ましい。
【００４５】
また、供給された気体が、ローラーコンベア３２の、両側壁３１ｂに対する貫通部分から漏れないように、漏れ防止のためのカラー３９を取り付けてもよい。
【００４６】
また、以上の説明においては、ガラス基板３６の搬送に際しては、ガラス基板支持材３５上に載置した状態とした例を示しているが、ガラス基板支持材３５を用いずにガラス基板３６を単独で、直接、ローラーコンベア３２により搬送する形態であっても構わない。すなわち、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置によれば、先端３２ａからの気体の噴出により、ローラーコンベア３２に作用するガラス基板３６の自重に起因する荷重は低減されることとなるので、ガラス基板３６とローラーコンベア３２との間で作用する摩擦力は小さくなり、したがって、ガラス基板３６のローラーコンベア３２とが搬送時に接触することによりガラス基板に発生する場合がある「擦りキズ」を大幅に低減することができる。
【００４７】
特に、本発明のＰＤＰ用熱処理装置が対象とする、大版のガラス基板３６であると、その自重が大きく、通常の熱処理装置であるとローラーコンベアに対しその自重がそのまま作用することとなるため、ガラス基板３６の、ローラーコンベアとの接触面においては「擦れキズ」の発生が顕著となってしまうところ、上述した本発明の一実施の形態のＰＤＰ用熱処理装置によれば、そのようなキズの発生を大幅に低減することが可能となる。
【００４８】
なお、気体供給管３７は、図示しない、例えばブロワなどの気体供給手段に接続されており、気体供給手段により、気体供給管３７には、空気や窒素等の気体が加圧された状態で供給されるようになっている。
【００４９】
気体供給管３７からローラコンベア３２内を通った気体は、熱処理装置３１内の熱で予熱され、先端部３２ａから噴出することとなる。
【００５０】
図４は、本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置の一部分を切り出して概略構成を示す図である。図４（ａ）は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置４１の一部分を上方から見た平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置４１の一部分を、ガラス基板３６の搬送方向に対して正面から見た断面図である。なお、図３と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００５１】
図４に示す実施の形態の特徴的な点は、床面４１ａの形状が、ローラコンベア３２が配設されている部分で、ローラコンベア３２の形状に沿って設けられている、断面が円弧状である溝部４８の先端４８ａを、ローラーコンベア３２の先端３２ａよりさらに延長した形状としており、このことにより図３に示した構造の場合に比べ、さらに効果的に、先端３２ａから噴出した気体を、被搬送物である、ガラス基板３６を載置したガラス基板支持材３５の底面、もしくはガラス基板３６単体の場合にはガラス基板３６の底面に、吹き付けることが可能となり、もってローラーコンベア３２に対して作用する曲げモーメントの低減を効果的に行うことが可能となる。
【００５２】
図５は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置におけるローラーコンベア３２の先端３２ａの概略構造の一例を示す図である。図５（ａ）に示すような孔３２ｃを形成したコーン形状や、図５（ｂ）に示すような孔３２ｃの加工を施したオリフィス形状などを挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置を用いて製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】一般的なローラーハース方式の熱処理装置の概略構成を示す断面図
【図３】本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置の一部分を切り出して概略構成を示す図
【図４】本発明の他の実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置の一部分を切り出して概略構成を示す図
【図５】本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置におけるローラーコンベアの先端の概略構造の一例を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１  プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２  前面板
３  前面ガラス基板
４  走査電極
５  維持電極
６  表示電極
７  ブラックストライプ（遮光層）
８  誘電体層
９  保護層
１０  背面板
１１  背面ガラス基板
１２  アドレス電極
１３  下地誘電体層
１４  隔壁
１５  蛍光体層
１６  放電空間
２０  ローラコンベア
２１  駆動装置
２２  熱処理装置
２３  ガラス基板支持材
２４  ガラス基板
３１  熱処理装置
３１ａ  床面
３１ｂ  側壁
３１ｃ  天井壁
３１ｄ  隙間
３２  ローラコンベア
３２ａ  ローラ先端
３２ｂ  ローラ基端
３２ｃ  孔
３３  ローラコンベア支持部材
３４  駆動手段
３５  ガラス基板支持材
３６  ガラス基板
３７  気体供給管
３８  溝部
３９  カラー
４１  熱処理装置
４８  溝部
４８ａ  溝部の先端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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